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금, 은, 백금 또는 구리 금속 나노입자의 표면에 상기 금속에 비하여 상대적으로 전도도가 낮은 화학적 및 구조적으로 상이한 2종 이상의 분자들로 조합된 리간드 분자들에 의해 캡슐화(encapsulation)되어 있어서 감지 대상 물질과 상기 리간드의 접촉 또는 상호 작용으로 인한 전기적인 특성 변화가 가역적으로 일으나는 것을 특징으로 하여 감도 및 반응 속도가 향상되고 이종의 화학 물질에 대한 선택성이 향상된 금속 나노 입자 화학 센서
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제1항에 있어서, 상기 리간드 분자는 티올(-SH), 디설퍼(-S-S-) 또는 아민(-NH2) 관능기를 포함하는, 상기 금속 나노 입자의 표면에 결합하는 결합부와 1 내지 18개의 탄소 원자를 가진 탄화수소기를 포함하는, 감지 기능을 하는 감지부로 구성되어 있는 것을 특징으로 하여 감도 및 반응 속도가 향상되고 이종의 화학 물질에 대한 선택성이 향상된 금속 나노 입자 화학 센서
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제1항에 있어서, 상기 화학적으로 상이한 리간드 조합은 극성과 비극성 분자, 할로겐과 비할로겐 분자 또는 이들 상호간의 조합 분자이고, 구조적으로 상이한 리간드 조합은 선형과 가지형 분자로 되어 있는 것을 특징으로 하여 감도 및 반응 속도가 향상되고 이종의 화학 물질에 대한 선택성이 향상된 금속 나노 입자 화학 센서
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제3항에 있어서, 상기 비극성 분자는 포화 또는 불포화 지방족 탄화수소 및 방향족 탄화수소 중에서 선택되는 것이고, 상기 극성 분자는 하기 화학식으로 표시되는 관능기를 포함하는 분자 중에서 선택되는 것을 특징으로 하여 감도 및 반응 속도가 향상되고 이종의 화학 물질에 대한 선택성이 향상된 금속 나노 입자 화학 센서:,,,,,,,,,,,,상기 식에서, R, R1, R2 및 R3는 동일하거나 상이할 수 있으며, 서로 독립적으로 H 또는 알킬 기를 나타내고, Mt는 Li, Na 또는 K 금속을 나타내며,X는 F, Cl, Br 또는 I 이다
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제3항에 있어서, 상기 선형 분자는 하기 화학식으로 나타낸 하나 이상의 관능기에 의해 치환된 것을 특징으로 하여 감도 및 반응 속도가 향상되고 이종의 화학물질에 대한 선택성이 향상된 금속 나노 입자 화학 센서:Y-R-X, Y-R-NH2, Y-R-NR1H, Y-R-N-(R1R2); Y-R-OH, Y-R1R2O(케톤), Y-R-CHO, R1-O-R2; Y-RCOOH, R1COOR2, RCOOOCR2(무수물), ROCl 또는 R-CN:상기 식에서, R, R1, R2 및 R3는 알킬, 알케닐, 알키닐 또는 페닐 기를 나타내고, X는 F, Cl, Br 또는 I 를 나타내며, Y는 -SH, -S-S-, -S-SH 또는 -NH2를 나타낸다
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제5항에 있어서, 상기 선형 분자는 그 구조 내에 메틸렌 유닛, 관능화 메틸렌 유닛, 방향족 유닛, 에틸렌 옥사이드 유닛, 불포화 탄화수소 유닛, 또는 비-방향족 고리 유닛을 가진 하기 화학식으로 나타내어지는 분자인 것을 특징으로 하여 감도 및 반응 속도가 향상되고 이종의 화학 물질에 대한 선택성이 향상된 금속 나노 입자 화학 센서:,,,,상기 식에서,X 는 -NH2 또는 -SH 이고, Y, Y1, Y2, Y3 및 Y4 는 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, -H, -OH, -OR, -NRR', -CO2R, -CONR, -COR, -COOH, -CN, -NO2, -SO3, 또는 -C6H4Z(여기서, 치환기 Z는 -OH, -OR, -NRR', -CO2R, -CONR, -COR, -COOH, -CN, -NO2 또는 -SO3이다)이고, R 및 R'은 -H, -CH3 또는 -CH2CH3이다
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제4항에 있어서, 상기 방향족 탄화수소는 아래 화학식으로 나타내어지는, 벤젠 고리에 1 내지 5개의 치환기를 가진 것임을 특징으로 하여 감도 및 반응 속도가 향상되고 이종의 화학 물질에 대한 선택성이 향상된 금속 나노 입자 화학 센서:상기 식에서,X1, X2, X3, X4 및 X5 는 -R, -NR1R2, -OR, 할로겐, -CO2R, -CONR1R2, -NO2 또는 -CN 이고, R, R1 및 R2는 H 또는 알킬 기이다
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제2항에 있어서, 상기 리간드는 하기 화학식으로 나타내어지는 2종 이상의 분자들의 조합인 것을 특징으로 하여 감도 및 반응 속도가 향상되고 이종의 화학 물질에 대한 선택성이 향상된 금속 나노 입자 화학 센서:,, ,,상기 식에서, X 는 -NH2 또는 -SH 이고, Y는 -H, -CH3, -OH, -NRR', -CO2R, -CONR, 또는 -COR 이며,Y1, Y2, Y3 및 Y4 는 -H, -CH3, -OH, -NRR', -CO2R, -CONR, 또는 -COR이고, R 및 R'은 -H 또는 알킬이며,R1 및 R2는 -H, -CH3, -CH2CH3, -CH2CH2CH3, -OH, -NRR', -CO2R, -CONR, 또는 -COR이고,a는 3 내지 18이며,b 및 c는 0 내지 16이고,b+c는 0 내지 16이며
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기판 상에 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 금속 나노 입자 화학 센서의 필름을 형성한 것을 특징으로 하는 화학 센서 어레이
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기판 상에 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 금속 나노 입자 화학 센서의 필름을 형성한 것을 특징으로 하는 화학 센서 어레이
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